系统校正的方法主要分为以下几种类型,根据校正装置在系统中的位置和连接形式进行区分:
一、按连接方式分类
串联校正 校正装置串联在系统的前向通道中,直接影响系统的输入信号。适用于需要快速响应或精确控制输入参数的场景,例如温度控制系统中的前置校正。
反馈校正(闭环校正)
校正装置接在系统的局部反馈通道中,根据输出误差进行调节。通过反馈机制实现稳态精度提升,是工业控制中最常用的方法,如PID控制。
前馈校正(顺馈校正)
校正装置位于主反馈回路之前,根据输入扰动信号提前进行补偿。适用于可预测扰动的场景,如压力控制中的扰动补偿。
复合校正
结合串联、反馈和前馈校正方式,通过多级校正结构实现复杂性能指标的优化。
二、按校正时序分类
先校正主要误差
先处理对系统性能影响最大的误差类型(如相位滞后),再处理次要误差。例如在根轨迹法设计中,优先调整相位裕量。
同步校正
同时校正多个误差源,适用于多参数相互关联的系统。
三、典型校正方法
根轨迹法
通过调整系统参数使闭环极点移动到期望位置,满足稳态精度和动态性能指标。
频率法
利用系统频率响应特性,通过串联RC网络等装置调整相位和增益,满足快速响应要求。
相位校正
- 超前校正: 用于补偿系统相位滞后,提升动态性能。 - 滞后校正
- 滞后-超前校正:综合两种情况,实现精确相位控制。
四、其他方法
补偿法:通过引入附加装置补偿系统误差,如差动补偿、比值补偿等。
测量数据修正法:对传感器输出进行实时修正,减少测量误差对系统的影响。
总结
系统校正需根据具体性能指标和系统特性选择合适方法。串联校正适合快速响应,反馈校正保障稳态精度,前馈校正针对可预测扰动,复合校正则用于多指标优化。设计时需结合根轨迹、频率分析等手段,确保校正方案的有效性。